一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑 及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 低聚甘露糖是由2-10個(gè)甘露糖通過β-1，4糖苷鍵聚合而成的低聚糖，又稱甘露 寡糖。它可有效促進(jìn)生物體內(nèi)以雙歧桿菌為代表的腸道益生菌群的增殖，并具有抑制體內(nèi) 病原菌生長(zhǎng)、減少有毒代謝產(chǎn)物產(chǎn)生、防止便秘、保護(hù)肝臟、抗腫瘤及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多 種生理功能，是新一代功能性食品。我國(guó)已制定了功能性低聚糖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并將低聚甘露糖 列為其一，但目前國(guó)內(nèi)相應(yīng)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率仍較低。
[0003] 魔芋屬于天南星科魔芋屬的多年生草本植物，是我國(guó)南方地區(qū)的特有經(jīng)濟(jì)作物， 其主要成分為魔芋葡甘露聚糖。魔芋葡甘露聚糖主要由甘露糖和葡萄糖組成，它們的摩爾 比為1. 5:1。目前，在國(guó)內(nèi)魔芋粉主要被當(dāng)作一種粗纖維食用或用作簡(jiǎn)單的食品添加劑，附 加值不高。而將魔芋粉水解制成低聚甘露糖，可大大拓寬魔芋粉的應(yīng)用范圍，提高原料的附 加值，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前低聚甘露糖的制備通常都是利用高溫水解、酸水解 或者堿水解，酶法水解雖然也有報(bào)道，但條件還不夠成熟。酶法生產(chǎn)低聚甘露糖主要受制于 生產(chǎn)所用的關(guān)鍵酶的催化效率較低、酶的生產(chǎn)和使用成本較高，以及底物的粘度過大難以 實(shí)現(xiàn)高濃度的生產(chǎn)等。因此，加大對(duì)用于酶法生產(chǎn)低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑的研宄也具有 十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑及其應(yīng)用，該復(fù)合酶 制劑比單一酶催化效率高，制劑中還含有酶以外的成分，這些成分與兩種酶結(jié)合，使酶活殘 留率高，催化效率更高、更加穩(wěn)定。
[0005] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是：一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制 劑，包括含量為100-1000 IU/mL的β-甘露聚糖酶和50-2000 IU/mL的纖維素酶，以復(fù)合酶 制劑總重量為基準(zhǔn)還包括蛋白胨〇. 1-4%、淀粉0. 1-5%、山梨酸鉀0. 1-1%和木糖醇0. 1-20%。
[0006] 所述的纖維素酶為β -內(nèi)切葡聚糖酶。
[0007] 利用復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為5-40 g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對(duì)應(yīng)有10-80 IU β-甘露 聚糖酶；混合后在20-70°C的酶解溫度下酶解1-10 h。
[0008] 利用復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為30 g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對(duì)應(yīng)有60 IU β-甘露聚糖 酶；混合后在60°C的酶解溫度下酶解6 h。
[0009] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明提供的復(fù)合酶制劑以耐高溫的重組甘露聚糖酶為主，輔以不同活性單位的 高催化活性的重組β-內(nèi)切葡聚糖酶對(duì)魔芋精粉進(jìn)行水解比單一酶催化效率高，制劑中還 含有酶以外的成分，這些成分與兩種酶結(jié)合，使酶的催化效率更高，更加穩(wěn)定，酶活殘留率 高，且酶的生產(chǎn)和使用成本較低。
【附圖說明】
[0010]圖1為魔芋精粉水解產(chǎn)物的薄層層析分析。
【具體實(shí)施方式】
[0011] -種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑，包括含量為100-1000 IU/mL的β-甘露 聚糖酶和50-2000 IU/mL的纖維素酶，以復(fù)合酶制劑總重量為基準(zhǔn)還包括蛋白胨0. 1-4%、 淀粉〇. 1-5%、山梨酸鉀0. 1-1%和木糖醇0. 1-20%。
[0012] 所述的纖維素酶為β -內(nèi)切葡聚糖酶。
[0013] 利用復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為5-40 g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對(duì)應(yīng)有10-80 IU β-甘露 聚糖酶；混合后在20-70°C的酶解溫度下酶解1-10 h。
[0014] 利用復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為30 g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對(duì)應(yīng)有60 IU β-甘露聚糖 酶；混合后在60°C的酶解溫度下酶解6 h。
[0015] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明： 實(shí)施例1: 復(fù)合酶制劑中各原料的含量為β -甘露聚糖酶lOOIU/mL和β -內(nèi)切葡聚糖酶50 IU/ mL，以復(fù)合酶制劑總重量為基準(zhǔn)還添加有蛋白胨4%、淀粉1%、山梨酸鉀0. 1%和木糖醇10% ; 復(fù)合酶制劑的用量以甘露聚糖酶為標(biāo)準(zhǔn)，每克魔芋精粉需要添加甘露聚糖酶15 IU ;制備低聚甘露糖的原料為魔芋精粉，魔芋精粉的配制溶劑為水，魔芋精粉的濃度為20 g/L，酶解時(shí)間為2 h，酶解溫度為25°C。在此條件下所得的魔芋精粉的水解率為45. 2%，較 單一的甘露聚糖酶的效果有明顯的提高。
[0016] 實(shí)施例2: 復(fù)合酶制劑中各原料的含量為β-甘露聚糖酶500IU/mL和β-內(nèi)切葡聚糖酶1000 IU/mL，以復(fù)合酶制劑總重量為基準(zhǔn)還添加有蛋白胨2%、淀粉3%、山梨酸鉀0. 5%和木糖醇 15%;復(fù)合酶制劑的用量以β-甘露聚糖酶為標(biāo)準(zhǔn)，每克魔芋精粉需要添加 β-甘露聚糖酶 80 IU ;制備低聚甘露糖的原料為魔芋精粉，魔芋精粉的配制溶劑為水，魔芋精粉的濃度為 30 g/L，酶解時(shí)間為10 h，酶解溫度為70°C。在此條件下所得的魔芋精粉的水解率為77. 5%， 較單一的β-甘露聚糖酶的效果提高得更加顯著。
[0017] 實(shí)施例3: 利用所述的復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的工藝條件為：復(fù)合酶制劑中各原料的含量為 β-甘露聚糖酶1000 IU/mL和β-內(nèi)切葡聚糖酶1500 IU/mL，以復(fù)合酶制劑總重量為基準(zhǔn) 還添加有蛋白胨2%、淀粉5%、山梨酸鉀0. 9%和木糖醇20% ;復(fù)合酶制劑的用量以β -甘露 聚糖酶為標(biāo)準(zhǔn)，每克魔芋精粉需要添加 β-甘露聚糖酶60 IU;制備低聚甘露糖的原料為魔 芋精粉，魔芋精粉的配制溶劑為水，魔芋精粉的濃度為30g/L，酶解時(shí)間為6 h，酶解溫度為 60°C。在此條件下所得的魔芋精粉的水解率為68. 4%，較單一的β -甘露聚糖酶的效果提高 得更加顯著。
[0018] 試驗(yàn)研宄 一、 復(fù)合酶的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn) 將加有穩(wěn)定劑的復(fù)合酶與沒有添加穩(wěn)定劑的復(fù)合酶同時(shí)于常溫保藏6個(gè)月，期間每1 個(gè)月測(cè)定1次復(fù)合酶中各組分的殘留酶活，計(jì)算酶活殘留率，其中酶活殘留率=殘留酶活/ 初始酶活X 100%，結(jié)果如表1所示。
[0019] 表1添加穩(wěn)定劑與不添穩(wěn)定劑復(fù)合酶的酶活殘留率
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑，其特征在于：包括含量為100-1000 IU/mL 的β -甘露聚糖酶和50-2000 IU/mL的纖維素酶，以復(fù)合酶制劑總重量為基準(zhǔn)還包括蛋白 胨0. 1-4%、淀粉0. 1-5%、山梨酸鉀0. 1-1%和木糖醇0. 1-20%。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑，其特征在于：所述的 纖維素酶為β-內(nèi)切葡聚糖酶。
3. 利用如權(quán)利要求1所述的復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，其特征在于：將魔芋 精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔芋精粉的濃度為5-40 g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔 芋精粉對(duì)應(yīng)有10-80 IU β-甘露聚糖酶；混合后在20-70°C的酶解溫度下酶解1-10 h。
4. 如權(quán)利要求3所述的利用復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，其特征在于：將魔芋 精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔芋精粉的濃度為30 g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔芋 精粉對(duì)應(yīng)有60 IU β-甘露聚糖酶；混合后在60°C的酶解溫度下酶解6 h。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高效制備低聚甘露糖的復(fù)合酶制劑，包括含量為100-1000？IU/mL的β-甘露聚糖酶和50-2000？IU/mL的纖維素酶，以復(fù)合酶制劑總重量為基準(zhǔn)還包括蛋白胨、淀粉、山梨酸鉀和木糖醇。所述的纖維素酶為β-內(nèi)切葡聚糖酶。利用復(fù)合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復(fù)合酶制劑混合，使魔芋精粉的濃度為5-40？g/L，復(fù)合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對(duì)應(yīng)有10-80？IU？β-甘露聚糖酶；混合后在？20-70℃的酶解溫度下酶解1-10？h。該復(fù)合酶制劑比單一酶催化效率高，制劑中還含有酶以外的成分，這些成分與兩種酶結(jié)合，使酶活殘留率高，催化效率更高、更加穩(wěn)定。
【IPC分類】C12N9-42, C12P19-00, C12P19-04, C12P19-12, C12P19-14
【公開號(hào)】CN104560918
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410817248
【發(fā)明人】唐存多, 鄔敏辰, 闞云超, 姚倫廣, 唐青海, 史紅玲, 黃志剛, 焦鑄錦
【申請(qǐng)人】南陽(yáng)師范學(xué)院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日